图解：Netty的TCP_NODELAY选项

Netty TCP_NODELAY优化与SO_RCVBUF/SO_SNDBUF理解

原创已于 2022-11-22 09:04:57 修改 · 2.3k 阅读

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#tcp/ip #java #面试

于 2022-07-24 11:36:13 首次发布

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Netty的TCP_NODELAY选项

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Netty的TCP选项的配置

DefaultSocketChannelConfig




    @SuppressWarnings("unchecked")
    @Override
    public <T> T getOption(ChannelOption<T> option) {
        if (option == SO_RCVBUF) {
            return (T) Integer.valueOf(getReceiveBufferSize());
        }
        if (option == SO_SNDBUF) {
            return (T) Integer.valueOf(getSendBufferSize());
        }
        if (option == TCP_NODELAY) {
            return (T) Boolean.valueOf(isTcpNoDelay());
        }
        if (option == SO_KEEPALIVE) {
            return (T) Boolean.valueOf(isKeepAlive());
        }
        if (option == SO_REUSEADDR) {
            return (T) Boolean.valueOf(isReuseAddress());
        }
        if (option == SO_LINGER) {
            return (T) Integer.valueOf(getSoLinger());
        }
        if (option == IP_TOS) {
            return (T) Integer.valueOf(getTrafficClass());
        }
        if (option == ALLOW_HALF_CLOSURE) {
            return (T) Boolean.valueOf(isAllowHalfClosure());
        }

        return super.getOption(option);
    }

    @Override
    public <T> boolean setOption(ChannelOption<T> option, T value) {
        validate(option, value);

        if (option == SO_RCVBUF) {
            setReceiveBufferSize((Integer) value);
        } else if (option == SO_SNDBUF) {
            setSendBufferSize((Integer) value);
        } else if (option == TCP_NODELAY) {
            setTcpNoDelay((Boolean) value);
        } else if (option == SO_KEEPALIVE) {
            setKeepAlive((Boolean) value);
        } else if (option == SO_REUSEADDR) {
            setReuseAddress((Boolean) value);
        } else if (option == SO_LINGER) {
            setSoLinger((Integer) value);
        } else if (option == IP_TOS) {
            setTrafficClass((Integer) value);
        } else if (option == ALLOW_HALF_CLOSURE) {
            setAllowHalfClosure((Boolean) value);
        } else {
            return super.setOption(option, value);
        }

        return true;
    }

Netty的TCP选项

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Option.TCP_NODELAY

TCP/IP协议中，无论发送多少数据，总是要在数据前面加上协议头，同时，对方接收到数据，也需要发送ACK表示确认。

为了尽可能的利用网络带宽，TCP总是希望尽可能的发送足够大的数据。

TCP/IP协议中，无论发送多少数据，总是要在数据前面加上协议头，

同时，对方接收到数据，也需要发送ACK表示确认。

为了尽可能的利用网络带宽，TCP总是希望尽可能的发送足够大的数据。（一个连接会设置MSS参数，因此，TCP/IP希望每次都能够以MSS尺寸的数据块来发送数据）。

MTU：一个网络包的最大长度，以太网中一般为 1500 字节；
MSS：除去 IP 和 TCP 头部之后，一个网络包所能容纳的 TCP 数据的最大长度； 最大 1460

Nagle算法就是为了尽可能发送大块数据，避免网络中充斥着许多小数据块。

Nagle算法的基本定义是任意时刻，最多只能有一个未被确认的小段。

所谓“小段”，指的是小于MSS尺寸的数据块，

所谓“未被确认”，是指一个数据块发送出去后，没有收到对方发送的ACK确认该数据已收到。

举个例子，比如之前的blog中的实验，

一开始client端调用socket的write操作将一个int型数据(称为A块)写入到网络中，由于此时连接是空闲的（也就是说还没有未被确认的小段），因此这个int型数据会被马上发送到server端，

接着，client端又调用write操作写入‘/r/n’（简称B块），这个时候，A块的ACK没有返回，

所以可以认为已经存在了一个未被确认的小段，所以B块没有立即被发送，一直等待A块的ACK收到（大概40ms之后），B块才被发送。

整个过程如图所示：

在这里插入图片描述

这里还隐藏了一个问题，就是A块数据的ACK为什么40ms之后才收到？

这是因为TCP/IP中不仅仅有nagle算法，还有一个 ACK延迟机制。

当Server端收到数据之后，它并不会马上向client端发送ACK，而是会将ACK的发送延迟一段时间（假设为t），

它希望在t时间内server端会向client端发送应答数据，这样ACK就能够和应答数据一起发送，就像是应答数据捎带着ACK过去。

在我之前的时间中，t大概就是40ms。这就解释了为什么’/r/n’(B块)总是在A块之后40ms才发出。

如果你觉着nagle算法太捣乱了，那么可以通过设置TCP_NODELAY将其禁用。

当然，更合理的方案还是应该使用一次大数据的写操作，而不是多次小数据的写操作。

关于本文的技术问题，请来尼恩发起的Java 高并发疯狂创客圈社群交流，

Option.SO_RCVBUF

Option(Option.SO_RCVBUF, XX),

recv_buf 不会预先分配内存, 只是个接收缓冲区size的最大限制,

不建议设置rcv_buf, linux内核会对每一个连接做动态的调整, 一般情况下足够智能, 如果设置死了, 就失去了这个特性, 尤其是大量长连接的应用,

Option.SO_SNDBUF

Option(Option.SO_SNDBUF, XX),

send_buf 不会预先分配内存, 只是个发送缓冲区size的最大限制,

不建议设置send_buf , linux内核会对每一个连接做动态的调整, 一般情况下足够智能, 如果设置死了, 就失去了这个特性, 尤其是大量长连接的应用,

Option.RCVBUF_ALLOCATOR

不是TCP协议选项

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参考文献

1.疯狂创客圈 JAVA 高并发总目录

ThreadLocal（史上最全）

4、40岁老架构师尼恩练就的 架构师哲学

5、40岁老架构师尼恩练就的 3高架构知识宇宙

https://blog.youkuaiyun.com/qq_22310551/article/details/124431034

https://blog.youkuaiyun.com/u013887008/article/details/104361380

https://article.itxueyuan.com/e196bP

https://blog.youkuaiyun.com/xiaolifeidaofirst/article/details/125218511

https://blog.youkuaiyun.com/small_engineer/article/details/124190620

https://learnku.com/articles/47193

https://www.cnblogs.com/xiaolincoding/p/12995358.html

https://blog.youkuaiyun.com/sinat_20184565/article/details/104828782

https://www.cnblogs.com/qhdziyan/p/16044974.html

http://blog.youkuaiyun.com/historyasamirror/article/details/6423235